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• YahirSantaCruzNúñez

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ÍNDICE

CAPITULO I: INTRODUCCIÓN…………………………………………………………… 2

CAPITULO II: CONCEPTOS INICIALES………………………………………………….….. 4

2.1. Componentes de la infraestructura de un camino................................. 5 2.2. Pavimento……………………………………………………………………..…. 9 2.3. Clasificación de caminos por tipo de superficie de rodadura……..... 11 2.4. Caminos con pavimentos económicos (soluciones básicas)………… 12 2.5. Estabilización Química de Suelos…………………………………………... 13 2.6. Redes viales……………………………………………………………….......... 15 2.7. Tráfico vehicular………………………………………………………….......... 16 2.8. Sistema Nacional de Inversión Pública (SNIP)………………………….... 18

CAPITULO III: PAVIMENTOS SEMI RÍGIDOS…………………………………............20

3.1. Pavimentos semi rígido con carpeta asfáltica y base tratada………..21 3.2. Bermas del pavimento semi rígido…………………………………………..23 3.3. Refuerzo del pavimento semi rígido………………………………………...26 3.4. Pavimento semi rígido con adoquines de concreto…………………….28

LINKOGRAFÍA………………………………………………………………………..34

CAPITULO I INTRODUCCIÓN

2

1.1.

Propósito

El propósito de este documento es desarrollar la sección de Pavimentos Semi Rígidos correspondiente al curso de Obras Viales I, con el propósito de brindar a los alumnos las pautas y criterios técnicos apropiados para diseñar eficientemente las capas superiores y la superficie de rodadura de los caminos o carreteras pavimentadas dotándolas de estabilidad estructural para lograr su mejor desempeño posible en términos de eficiencia técnico – económica en beneficio de la sociedad en su conjunto.

1.2.

Objetivos

La Sección de Pavimentos Semi Rígidos se ha elaborado para proporcionar a los alumnos que estudian en la Escuela de Ingeniería Civil, criterios homogéneos en materia de suelos y pavimentos que faciliten la aplicación en el diseño de las capas superiores y de la superficie de rodadura en carreteras pavimentadas. En este sentido este trabajo es un instrumento que permanentemente estará sujeto a la posibilidad de incorporar actualizaciones, ajustes, nuevas metodologías y temáticas o el perfeccionamiento de las existentes.

1.3.

Alcance

En términos amplios, un Pavimento Semi Rígido o compuesto es aquel en el que se combinan tipos de pavimentos diferentes, es decir, pavimentos "flexibles" y pavimentos "rígidos", normalmente la capa rígida está por debajo y la capa flexible por encima. Es usual que un pavimento compuesto comprenda una capa de base de concreto o tratada con cemento Portland junto con una superficie de rodadura de concreto asfáltico. La estabilidad de suelos por medio de ligantes hidráulicos (cemento Portland) permite que se obtengan materiales con capacidad de soporte suficiente para construir capas para base en pavimentos sujetos a cargas pesadas como ser camiones o aeronaves. Un material comúnmente usado en Pavimentos Semi Rígidos es el adoquín, para la construcción de calles, parqueos, etc.

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CAPITULO II CONCEPTOS INICIALES

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2.1.

COMPONENTES DE LA INFRAESTRUCTURA DE UN CAMINO

En esta sección se tratan los conceptos y criterios básicos que lleven a una mayor comprensión sobre la realidad de los pavimentos económicos en el país, así como su ámbito de aplicación.

2.1.1. Preparación del terreno

Se denomina preparación y conformación del terreno natural: el allanado, nivelado y compactado sobre el que se construirá la infraestructura del camino. En territorios con fuertes pendientes transversales (pendiente natural ≥ 20%), la explanada se construye formando terrazas. Cuando el terreno natural de la explanada es de mala calidad, éste debe ser reemplazado o estabilizado para que la explanada sea estable.

2.1.2. Explanación Se denomina explanación, al movimiento de tierras, conformado por cortes y rellenos (terraplén), para obtener la plataforma de la carretera hasta el nivel de la subrasante del camino. 

Terraplén

El terraplén es la parte de la explanación situada sobre el terreno preparado. También se conoce como relleno.

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La base y cuerpo del terraplén o relleno será conformado en capas de hasta 0.30m y compactadas al 90% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado. La corona es la parte superior del terraplén tendrá un espesor mínimo de 0.30m y será conformada en capas de 0.15m, compactadas al 95% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado. 

Corte

El corte es la parte de la explanación constituida por la excavación del terreno natural hasta alcanzar el nivel de la Subrasante del Camino. El fondo de las zonas excavadas se prepararán mediante escarificación en una profundidad de 0.15m, conformando y nivelando de acuerdo con las pendientes transversales especificadas en el diseño geométrico vial; y se compactará al 95% de la máxima densidad seca del ensayo proctor modificado. En zonas de corte en roca, se deberá excavar como mínimo 0.15m por debajo del nivel superior de la subrasante, la superficie final del corte en roca deberá quedar allanada, limpia y encontrarse libre de cavidades, de puntas de roca, de excesos y libre de todo material deletéreo. Las zonas profundizadas deberán ser rellenadas, hasta el nivel superior de subrasante, con material de relleno seleccionado o de subbase granular, que tenga un CBR ≥ 40%.

2.1.3. Subrasante del camino La Subrasante es la superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento de tierras (corte y relleno), sobre la cual se coloca la estructura del pavimento o afirmado. La subrasante es el asiento directo de la estructura del pavimento y forma parte del prisma de la carretera que se construye entre el terreno natural allanado o explanada y la estructura del pavimento. La subrasante es la capa superior del terraplén o el fondo de las excavaciones en terreno natural, que soportará la estructura del pavimento, y está conformada por suelos seleccionados de características aceptables y compactados por capas para constituir un cuerpo estable en óptimo estado, de tal manera que no se vea afectada por la carga de diseño que

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proviene del tránsito. Su capacidad de soporte en condiciones de servicio, junto con el tránsito y las características de los materiales de construcción de la superficie de rodadura, constituyen las variables básicas para el diseño de la estructura del pavimento que se colocará encima. En la etapa constructiva, los últimos 0.30m de suelo debajo del nivel superior de la subrasante, deberán ser compactados al 95% de la máxima densidad seca obtenida del ensayo proctor modificado (MTC EM 115). Los suelos por debajo del nivel superior de la subrasante, en una profundidad no menor de 0.60 m, deberán ser suelos adecuados y estables con CBR ≥ 6%. En caso el suelo, debajo del nivel superior de la subrasante, tenga un CBR < 6% (subrasante pobre o subrasante inadecuada), corresponde estabilizar los suelos, para lo cual el Ingeniero Responsable analizará según la naturaleza del suelo alternativas de solución, como la estabilización mecánica, el reemplazo del suelo de cimentación, estabilización química de suelos, estabilización con geo sintéticos, elevación de la rasante, cambiar el trazo vial, eligiéndose la más conveniente técnica y económica.

2.1.4. Afirmado El Afirmado consiste en una capa compactada de material granular natural o procesada, con gradación específica que soporta directamente las cargas y esfuerzos del tránsito. Debe poseer la cantidad apropiada de material fino cohesivo que permita mantener aglutinadas las partículas. Funciona como superficie de rodadura en caminos y carreteras no pavimentadas.

2.1.5. Pavimento El Pavimento es una estructura de varias capas construida sobre la subrasante del camino para resistir y distribuir esfuerzos originados por los vehículos y mejorar las condiciones de seguridad y comodidad para el tránsito. Por lo general está conformada por las siguientes capas: base, subbase y capa de rodadura. 

Capa de Rodadura: Es la parte superior de un pavimento, que puede ser de tipo bituminoso (flexible) o de concreto de cemento Portland (rígido) o de adoquines, cuya función es sostener directamente el tránsito.

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

Base: Es la capa inferior a la capa de rodadura, que tiene como principal función de sostener, distribuir y transmitir las cargas ocasionadas por el tránsito. Esta capa será de material granular drenante (CBR ≥ 80%) o será tratada con asfalto, cal o cemento.



Subbase: Es una capa de material especificado y con un espesor de diseño, el cual soporta a la base y a la carpeta. Además se utiliza como capa de drenaje y controlador de la capilaridad del agua. Dependiendo del tipo, diseño y dimensionamiento del pavimento, esta capa puede obviarse. Esta capa puede ser de material granular (CBR ≥ 40%) o tratada con asfalto, cal o cemento.

2.1.6. Drenaje El sistema de drenaje y subdrenaje de una carretera está previsto para eliminar la humedad en el pavimento y en el prisma de la carretera. Para la protección de los suelos del prisma de la carretera, se ilustran casos relacionados con el elevado nivel freático y el movimiento capilar de las aguas. Para el drenaje superficial de pavimentos se tendrán en cuenta, pendientes transversales mínimas para la subrasante, subbase, base y superficie de rodadura. El drenaje superficial incluye bombeo, cunetas, alcantarillas, cajas de recolección, badenes, etc. El drenaje subsuperficial incluye capas drenantes de subbase y base del pavimento, capas de filtro y subdrenes. Los subdrenes de pavimentos (que son distintos a los subdrenes del terraplén) necesarios cuando los suelos de subrasante no son permeables o los taludes de corte o cunetas impiden el drenaje o las capas granulares del pavimento no puedan drenar. Los subdrenes que deben proyectarse para interceptar filtraciones o rebajar un nivel freático elevado, pueden también utilizarse para drenar la estructura del pavimento, en caso se requiera.

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2.1.7. Derecho de vía Es la faja de terreno de ancha variable dentro de la cual se encuentra comprendida la carretera, sus obras complementarias, servicios, áreas previstas para futuras obras de ensanche o mejoramiento, y zonas de seguridad para el usuario. Su ancho se establece mediante resolución del titular de la autoridad competente respectiva.

2.2.

PAVIMENTO 2.2.1. Concepto El pavimento es una estructura de varias capas construida sobre la subrasante del camino para resistir y distribuir esfuerzos originados por los vehículos y mejorar las condiciones de seguridad y comodidad para el tránsito. Por lo general, está conformada por capa de rodadura, base y subbase. 

Capa de rodadura: Es la parte superior de un pavimento, que puede ser de tipo bituminoso (flexible) o de concreto de cemento portland (rígido) o de adoquines, cuya función es sostener directamente el tránsito.



Base: Es la capa inferior a la capa de rodadura, que sostiene, distribuye y trasmite las cargas ocasionadas por el tránsito. Esta capa será de material granular drenante (CBR > 80%) o será tratada con asfalto, cal o cemento.



Subbase: Es una capa de material especificado y con un espesor de diseño, el cual soporta a la base y a la carpeta. Además, se utiliza como capa de drenaje y controlador de la capilaridad del agua. Dependiendo del tipo, diseño y dimensionamiento del pavimento, esta capa puede obviarse. Esta capa puede ser de material granular (CBR > 40%) o tratada con asfalto, cal o cemento.

2.2.2. Tipos de pavimento Los tipos de pavimento son los siguientes:

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

Pavimentos flexibles: Es una estructura compuesta por capas granulares (subbase, base) y como capa de rodadura una carpeta constituida con materiales bituminosos como aglomerantes, agregados y, de ser el caso, aditivos. Principalmente se considera como capa de rodadura asfáltica sobre capas granulares: mortero asfáltico, tratamiento superficial bicapa, micro pavimentos, macadam asfáltico, mezclas asfálticas en frío y mezclas asfálticas en caliente.



Pavimentos semi rígidos: Es una estructura de pavimento compuesta básicamente por capas asfálticas con un espesor total bituminoso (carpeta asfáltica en caliente sobre base tratada con asfalto); también se considera como pavimento semirrígido la estructura compuesta por carpeta asfáltica sobre base tratada con cemento o sobre base tratada con cal. Dentro del tipo de pavimento semirrígido se ha incluido los pavimentos adoquinados.



Pavimentos rígidos: Es una estructura de pavimento compuesta específicamente por una capa de subbase granular, no obstante esta capa puede ser de base granular, o puede ser estabilizada con cemento, asfalto o cal, y una capa de rodadura de losa de concreto de cemento hidráulico como aglomerante, agregados y de ser el caso aditivos.

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2.3.

CLASIFICACIÓN DE CAMINOS POR TIPO DE SUPERFICIE DE RODADURA

El Manual de Carreteras Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos Sección: Suelos y Pavimentos, aprobado por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, mediante Resolución Directoral Nº 10-2014MTC/14, de fecha 09 Abril 2014, define los siguientes tipos de caminos: no pavimentado y pavimentado.

a) Caminos con superficie de rodadura no pavimentada. Este grupo de caminos está conformado por: 

Caminos de tierra

Constituidos por suelo natural y mejorado con grava seleccionada por zarandeo. 

Caminos de grava (lastrados)

Constituidos por una capa de revestimiento con material natural pétreo, seleccionados manualmente o por zarandeo de tamaño máximo de 75 mm. 

Caminos afirmados

Constituidos por una capa de revestimiento con materiales de cantera, dosificados naturalmente o por medios mecánicos (zarandeo), con una dosificación especifica- da, compuestos por una combinación apropiada de tres tipos de material: piedra, arena y finos o arcilla, siendo el tamaño máximo de 25 mm.



Caminos afirmados con superficie de rodadura estabilizada con materiales industriales -

Afirmados con grava tratada con materiales como asfalto, cemento, cal, aditivos químicos y otros.

-

Suelos naturales estabilizados con material granular y finos ligantes, asfalto, cemento, cal, aditivos químicos y otros.

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b) Caminos pavimentados Los caminos identificados como pavimentados están constituidos por una superficie de rodadura del tipo: 



Pavimentos flexibles -

Compuestos por capas granulares (subbase y base drenante) y una superficie de rodadura bituminosa en frío como tratamiento superficial bicapa, lechada asfáltica o mortero asfáltico, micropavimento en frío, macadam asfáltico, carpetas de mezclas asfálticas en frío, etc.

-

Compuestos por capas granulares (subbase y base drenante) y una capa de rodadura bituminosa de mezcla asfáltica en caliente de espesor variable, según sea necesario.

Pavimentos semirrígidos

Conformados con capas asfálticas (base asfáltica y carpeta asfáltica en caliente); también se considera como pavimento semirrígido, la estructura compuesta por carpeta asfáltica en caliente sobre base tratada con cemento o base tratada con cal. Dentro del tipo de pavimento semirrígido se ha incluido, también, los pavimentos adoquinados. 

Pavimentos rígidos

Conformados por losa de concreto de cemento hidráulico y una subbase granular para uniformizar las características de cimentación de la losa.

2.4.

CAMINOS CON PAVIMENTOS ECONÓMICOS (SOLUCIONES BÁSICAS)

Aunque la normatividad actual no define explícitamente el concepto de 'solución básica' o 'pavimento económico', esta se refiere a alternativas técnicas, económicas y ambientales, que consisten principalmente en la aplicación de estabilizadores de suelos, recubrimientos bituminosos y otros, posibilitando que las capas de rodadura de las carreteras no pavimentadas, tengan una mayor vida útil y presten un mejor nivel de servicio. En este tipo de soluciones se pueden presentar los siguientes casos:

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

Caminos afirmados estabilizados sin recubrimiento

Caminos a nivel de superficie de rodadura compuestos por afirmados estabilizados con productos químicos o caminos a nivel de superficie de rodadura con suelos estabilizados. 

Caminos afirmados estabilizados con recubrimiento

Caminos a nivel de superficie de rodadura compuestos por afirmados o suelos estabilizados con productos químicos, con una capa de protección bituminosa. 

Caminos con soluciones básicas pavimentadas

Caminos con pavimentos compuestos por capas granulares y base estabilizada, con una superficie de rodadura bituminosa en frío como: tratamiento superficial monocapa, lechada asfáltica o mortero asfáltico, micropavimento en frío, carpetas de mezclas asfálticas en frío, etc.

2.5.

ESTABILIZACIÓN QUÍMICA DE SUELOS

La estabilización química de suelos es una tecnología de amplia data, que se basa en la aplicación de un producto químico, el cual se mezcla íntima y homogéneamente con el suelo a tratar, de acuerdo a especificaciones técnicas propias del producto. La estabilización de suelos se define como el mejoramiento de las propiedades físicas de un suelo a través de procedimientos mecánicos e incorporación de productos químicos, naturales y sintéticos. Tales estabilizaciones, por lo general, se realizan en los suelos de subrasante inadecuado o pobre, en este caso son conocidos como estabilización suelo cemento, suelo cal, suelo asfalto y otros productos diversos. Estabilizar un suelo natural consiste en mejorar sus características físicas y/o mecánicas, tales como la resistencia al esfuerzo cortante, la deformabilidad o compresibilidad, la estabilidad volumétrica ante la presencia de agua, entre otros, buscando en todos los casos un buen comportamiento ante el esfuerzo y deformación de los suelos y de la estructura que se coloque sobre ellos, a lo largo de su vida útil. También se emplea para estabilizar una subbase, base o material granular, para obtener un material de mejor calidad, denominándose subbase, base o material granular tratado o estabilizado.

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La estabilización de suelos consiste en dotar a los mismos, de resistencia mecánica y permanencia de tales propiedades en el tiempo. Las técnicas son variadas y van desde la adición de otro suelo, a la incorporación de uno o más agentes estabilizantes, cualquiera sea el mecanismo de estabilización, es seguido de un proceso de compactación. Como se mencionó, el concepto de estabilización también se aplica sobre una subbase, base o material granular, que aun cumpliendo la condición de tener un determinado valor de CBR, se estabilizará para obtener un material de mejor calidad con un menor espesor de capa. Por lo general, la aplicación de este criterio es para los caminos donde se presente un considerable tráfico pesado o incluso en sectores con tráfico menor, pero cuyas condiciones ameriten su ejecución como, por ejemplo, escasez o cuando no se disponen de materiales de subbase o base, elevados costos de transporte y tratamiento de chancado para la base, etc. Existen diferentes metodologías de estabilización, sin embargo, debe destacarse la significación que adquiere contar con ensayos de laboratorio, que demuestren la aptitud y tramos constructivos de prueba que ratifiquen el buen resultado. Además, se debe garantizar que tanto la construcción como la conservación vial, puedan realizarse en forma simple, económica y con el equipamiento disponible. Los aditivos estabilizadores se pueden agrupar de la siguiente manera:

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2.6.

REDES VIALES

Se considera red vial a toda superficie terrestre, pública o privada, por donde circulan peatones y vehículos, que está señalizada y bajo jurisdicción de las autoridades nacionales y/o provinciales, responsables de la aplicación de las leyes de tránsito, a través de las cuales podemos lograr establecer relaciones comerciales entre productores y consumidores, entre vendedores y compradores y entre los diferentes pueblos.



Red vial nacional.- Corresponde a las carreteras de interés nacional, conformadas por los principales ejes longitudinales y transversales, que constituyen la base del Sistema Nacional de Carreteras (SINAC). Sirve como elemento receptor de las carreteras departamentales o regionales y de las carreteras vecinales o rurales.



Red vial departamental o regional.- Conformada por las carreteras que constituyen la red vial circunscrita al ámbito de un gobierno regional. Articula básicamente a la red vial nacional con la red vial vecinal o rural.



Red vial vecinal o rural.- Conformada por las carreteras que constituyen la red vial circunscrita al ámbito local, cuya función es articular las capitales de provincia con capitales de distrito, estos entre sí, con centros poblados o zonas de influencia local y con las redes viales nacional y departamentales o regionales.

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2.7.

TRAFICO VEHICULAR

La demanda del tráfico es un aspecto esencial que el ingeniero necesita conocer con relativa y suficiente precisión, para planificar y diseñar con éxito muchos aspectos de la vialidad, entre ellos el diseño del pavimento y el de la plataforma del camino. En lo que corresponde a la sección de suelos y pavimentos de este manual, la necesidad de información del tráfico se define desde dos puntos de vista: el diseño estructural del pavimento y el de la capacidad de los tramos viales para conocer hasta qué límites de volúmenes de tráfico, puede estimarse crecerá la demanda que afectará a la estructura vial durante el periodo del análisis vial adoptado para un estudio. El estudio de tráfico deberá proporcionar la información del Índice Medio Diario Anual (IMDA) para cada tramo vial materia de un estudio. Es conveniente para ello que los términos de referencia de cada estudio ya proporcionen la identificación de los tramos homogéneos.

El efecto del tránsito se mide en la unidad definida, por American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), como Ejes Equivalentes (EE) acumulados durante el periodo de diseño tomado en el análisis. AASHTO definió como un EE, al efecto de deterioro causado sobre el pavimento por un eje simple de dos ruedas convencionales cargado con 8.2 tn. de peso, con neumáticos a la presión de 80 Ibs/pulg2. Los Ejes Equivalentes (EE) son factores de equivalencia que representan el factor destructivo de las distintas cargas, por tipo de eje que conforman cada tipo de vehículo pesado, sobre la estructura del pavimento. Las carreteras del Perú se clasifican 3, en función a la demanda, en:



Autopistas de primera clase

Son carreteras con IMDA (Índice Medio Diario Anual) mayor a 6.000 veh/día, de calzadas divididas por medio de un separador central mínimo de 6,00 m.; cada una de las calzadas debe contar con dos o más carriles de 3,60 m. de ancho como mínimo, con control total de

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CMoanrcceopCtoosnIcneipctiu alaels

Para el diseño de pavimento, la demanda que corresponde al tráfico pesado de ómnibus y de camiones es la que preponderantemente tiene importancia.

accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos, sin cruces o pasos a nivel y con puentes peatonales en zonas urbanas. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.



Autopistas de segunda clase

Son carreteras con un IMDA entre 6.000 y 4.001 veh/día, de calzadas divididas por medio de un separador central que puede variar de 6,00 m. hasta 1,00 m., en cuyo caso se instalará un sistema de contención vehicular. Cada una de las calzadas debe contar con dos o más carriles de 3,60 m. de ancho como mínimo, con control parcial de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos; pueden tener cruces o pasos vehiculares a nivel y puentes peatonales en zonas urbanas. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.



Carreteras de primera clase

Son carreteras con un IMDA entre 4.000 y 2.001 veh/día, con una calzada de dos carriles de 3,60 m. de ancho como mínimo. Puede tener cruces o pasos vehiculares a nivel y en zonas urbanas es recomendable que se cuente con puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial, que permitan velocidades de operación, con mayor seguridad. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.



Carreteras de Segunda Clase

Son carreteras con IMDA entre 2.000 y 400 veh/día, con una calzada de dos carriles de 3,30 m. de ancho como mínimo. Puede tener cruces o pasos vehiculares a nivel y en zonas urbanas es recomendable que se cuente con puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial, que permitan velocidades de operación, con mayor seguridad. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.

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

Carreteras de tercera clase

Son carreteras con IMDA menores a 400 veh/día, con calzada de dos carriles de 3,00 m. de ancho como mínimo. De manera excepcional estas vías podrán tener carriles hasta de 2,50 m., contando con el sustento técnico correspondiente. Estas carreteras pueden funcionar con soluciones denominadas básicas o económicas, consistentes en la aplicación de estabilizadores de suelos, emulsiones asfálticas y/o micro pavimentos; o en afirmado, en la superficie de rodadura. En caso de ser pavimentadas deberán cumplirse con las condiciones geométricas estipuladas para las carreteras de segunda clase.



Trochas carrozables

Son vías transitables, que no alcanzan las características geométricas de una carretera, que por lo general tienen un IMDA menor a 200 veh/día. Sus calzadas deben tener un ancho mínimo de 4,00 m., en cuyo caso se construirán ensanches denominados plazoletas de cruce, por lo menos cada 500 m. La superficie de rodadura puede ser afirmada o sin afirmar.

2.8.

SISTEMA NACIONAL DE INVERSIÓN PUBLICA (SNIP)

El Sistema Nacional de Inversión Pública (SNIP) es el sistema administrativo del Estado que tiene por finalidad optimizar el uso de los Recursos Públicos destinados a la inversión, mediante el establecimiento de principios, procesos, metodologías y normas técnicas relacionadas con las diversas fases de los proyectos de inversión. Con ello se busca:

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La inversión pública debe estar orientada a mejorar la capacidad prestadora de servicios públicos del Estado de forma que estos se brinden a los ciudadanos de manera oportuna y eficaz. La mejora de la calidad de la inversión debe orientarse a lograr que cada nuevo sol (S/.) invertido produzca el mayor bienestar social. Esto se consigue con proyectos sostenibles, que operen y brinden servicios a la comunidad ininterrumpidamente. Hay diferentes actores en el SNIP y cada uno de ellos es responsable de cumplir determinadas funciones a lo largo de la preparación, evaluación ex ante, priorización, ejecución y evaluación ex post de un proyecto.

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CAPITULO III PAVIMENTOS SEMI RÍGIDOS

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Comprende los pavimentos cuya estructura está compuesta por una capa asfáltica y bases tratadas con asfalto, con cemento y con cal, esta solución se recomienda aplicar sobre subrasantes de categoría buena o con CBR ≥ 20% y para tráficos mayores a 1’000,000 de EE. En este tipo de pavimentos semirrígidos el Manual incluye los adoquines de concreto, que son pavimentos que en este manual se recomienda utilizar en los tramos donde la carretera atraviese poblados y para tráficos menores o iguales a 15’000,0000 de EE.

3.1.

PAVIMENTO SEMI RÍGIDO CON CARPETA ASFÁLTICA Y BASE TRATADA

3.1.1. Parámetros de diseño Se respetan los espesores mínimos de carpeta asfáltica en caliente, según rangos de tráfico, y a partir de ello se determina el espesor necesario de base tratada, cumpliendo así con el número estructural requerido por la estructura del pavimento.

1) Se aplica a caminos que tienen un tránsito mayor de 1’000,000 EE, en el carril y periodo de diseño. En este caso el manual contempla como periodo de diseño 20 años, considerando en dos etapas de 10 años y en una sola etapa de 20 años. 2) Se aplica sobre subrasantes de categoría buena o con CBR ≥ 20%, sobre la cual se coloca la base tratada con asfalto, con cemento o con cal. En este tipo de pavimento semirrígido no se han considerado capas granulares de base o subbase. Con base en estos dos parámetros, tránsito expresado en ejes equivalentes (EE) y CBR de subrasante correlacionado con módulo resilente, se definirán las secciones de pavimento que se encuentran especificadas en los catálogos de estructuras de pavimento semirrígido. Los coeficientes estructurales utilizados para las capas del pavimento semirrígido son:

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3.1.2. Secciones de la estructura del pavimento semi rígido Para determinar las secciones de estructuras de pavimento semi rígido, se consideraron los siguientes espesores mínimos recomendados:

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3.2.

BERMAS DEL PAVIMENTO SEMI RÍGIDO

Para las bermas del pavimento semi rígido mantiene los mismos criterios de diseño especificados para los pavimentos flexibles. Las bermas componen parte unívoca del pavimento a ser diseñado, manteniendo los mismos componentes estructurales. El propósito de las bermas es proporcionar un soporte lateral adecuado del borde del pavimento de la calzada e impedir la rotura de los bordes, asimismo incrementa la seguridad del usuario y con el ancho adecuado permite un refugio apropiado para los vehículos averiados. Salvo justificación en contrario, las bermas de ancho igual o menor a 1.20 m será la prolongación de la estructura del pavimento de la calzada. Su ejecución será simultánea, sin junta longitudinal entre el pavimento y la berma.

En bermas de ancho superior a 1.20 m, la estructura de la berma dependerá de la categoría del tráfico prevista para el pavimento y de la sección adoptada en esta. Para el cálculo de su número estructural de diseño, se utilizará el 5% del total de Número de Repeticiones de Ejes Equivalentes para el carril de diseño y el valor de CBR. La capa superficial será similar al de la calzada.

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Cuando se trate de calzadas con capas superficiales de carpeta asfáltica en caliente, la capa superficial de las bermas podrá ser de carpeta asfáltica en caliente, carpeta asfáltica en frío, macadam asfáltico o micropavimento de 25 mm. Los espesores mínimos recomendados de carpeta asfáltica en caliente, según el tipo de tráfico calculado para las bermas, serán los siguientes:

El espesor mínimo constructivo en carpeta asfáltica en caliente es 40 mm; por lo que de resultar un menor espesor al indicado, se podrá emplear como capa superficial de la berma, su equivalente estructural en espesor de carpeta asfáltica en frío, macadam asfáltico o un micropavimento de 25 mm. Para los siguientes casos particulares, el pavimento en bermas se diseña con las mismas características de la estructura del pavimento de la calzada:

a) Cuando en determinados casos, teniendo en cuenta las condiciones del tráfico, la geometría de la carretera y especialmente el clima frío y la altitud mayor a 3000 msnm, las bermas tendrán tener la misma estructura del pavimento de la calzada aprovechando las ventajas constructivas y permitiendo

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así, darle soporte lateral y protección a la estructura del pavimento de la calzada. b) En caso de tráfico importante, donde el Ingeniero diseñador responsable ha previsto el uso eventual de las bermas como carriles adicionales. c) Cuando la estructura de pavimento esté compactada por una base tratada con asfalto, con cal o con cemento, la carpeta asfáltica de la berma tendrá el mismo espesor de la carpeta asfáltica de rodadura de la calzada. Para fijar los espesores de las capas que componen la berma se tendrá en cuenta la distribución de capas del pavimento de la calzada, a fin de coordinar su construcción. Si a mediano plazo fuera previsible ensanchar el pavimento a costa de la berma, se procurará adoptar una solución con capas y espesores adaptados a dicha previsión. Por exigencias de seguridad de la circulación vial, las bermas empalmarán con la misma rasante que la calzada, de manera que no haya un escalón entre ambas superficies. Se admitirá un desnivel entre calzada y berma de hasta 15 mm en sólo el 10% de la longitud de la berma. En el caso de que la calzada dispusiera de una capa o elemento inferior drenante o de separación, éstos se prolongarán bajo la berma hasta conectar con un sistema de drenaje adecuado.

3.3.

REFUERZO DEL PAVIMENTO SEMI RÍGIDO

En los pavimentos semirrígidos, la deflexión benkelman no es criterio suficiente para determinar el refuerzo, pues será necesario estudiar los casos en que exista discrepancia entre los valores de la deflexión y el estado superficial del pavimento; por lo que se deberán efectuar calicatas para analizar las condiciones de las distintas capas del pavimento incluidas la subrasante, se obtendrán muestras y testigos para los ensayos de laboratorio de los materiales extraídos, determinando las características de las capas del pavimento y subrasante. La utilización de medición de deflexiones con deflectómetro de impacto (FWD) permitirá evaluar los módulos de las capas del pavimento incluida la subrasante, y a partir de ello efectuar un retrocálculo. La comparación entre los módulos medidos por este procedimiento y los correspondientes

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a capas en buen estado permitirá estimar el comportamiento de las capas del pavimento existente y, por comparación con el dimensionamiento de un pavimento nuevo (siguiendo los criterios de diseño), se podrá determinar el refuerzo y su espesor. Para el análisis se tomará como periodo de diseño mínimo de 10 años y como máximo de 20 años. Los espesores de refuerzo serán como mínimo los que corresponderían a un pavimento flexible con deflexiones iguales a la del pavimento semirrígido. En los pavimentos semirrígidos al igual que los flexibles, no se utilizarán soluciones de refuerzo con capas granulares sin tratar, pero podrán reforzarse con un pavimento de concreto hidráulico. En el refuerzo de los pavimentos aparecen algunos problemas constructivos, cuyo detenido estudio debe ser la base para la adopción de la solución más correcta en cada caso; por ejemplo, considerar:

 El mantenimiento del tráfico durante la ejecución de los trabajos en condiciones aceptables, puede ser causa determinante de la elección del tipo de refuerzo.  Previo al refuerzo debe repararse la capa superficial del pavimento existente.  Sí el pavimento está muy deformado, será necesario fresarlo o reperfilarlo antes del refuerzo o mediante la aplicación de una primera capa nivelante.  Debe analizarse la probable reflexión de fisuras y su atenuación.  También debe tenerse en cuenta las posibles mejoras de drenaje.  El aumento de espesor de la calzada crea un desnivel con las bermas, que por seguridad vial deben ser también niveladas.  La solución de los eventuales problemas que puedan presentarse en ensanches del pavimento, en pequeñas correcciones de trazado y en la ejecución de bermas.

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3.4.

PAVIMENTO SEMI RÍGIDO CON ADOQUINES DE CONCRETO

El pavimento de adoquines de concreto tiene sus raíces en los empedrados, que posteriormente evolucionaron hacia los adoquines de piedra, de madera y de arcilla. Para finalmente con mejores tecnologías de fabricación se lograron los adoquines de concreto resistentes y duraderos con formas y texturas homogéneas, y de colores diversos

3.4.1. Método de diseño Para el diseño de pavimento con adoquines de concreto, se propone el método de diseño del ICPI (Interloking Concrete Pavement Institute), que es un procedimiento simplificado que toma en cuenta las siguientes guías de diseño: “Structural Design of Concrete Block Pavements” (Rada, G.R., Smith, D.R., Miller, J.S., and Witczak, M.W.) y la Guide for Design of Pavement Structures (AASHTO’93). El método considera los siguientes factores de diseño:

a. Aspectos ambientales Dos aspectos que influyen sobre el pavimento son la humedad y la temperatura. La humedad afecta al suelo y las capas granulares del pavimento. Y la temperatura puede afectar la capacidad de carga, especialmente cuando se tiene base tratada con asfalto, también cuando hay temperaturas frías bajo 0°C y a la vez humedad, el congelamiento y descongelamiento tiene efectos negativos en el pavimento. Estos efectos perjudiciales pueden ser reducidos o eliminados, considerando: 

Drenaje superficial y Drenaje subterráneo para el pavimento, de tal manera de evacuar el agua filtrada en las capas del pavimento.



Mejoramiento de los suelos susceptibles a las heladas.



Materiales que cumplan la calidad especificada en las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del MTC vigentes.

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b. Tráfico expresado en ejes equivalentes Para el caso de los pavimentos semi rígidos con adoquines de concreto, el Número de Repeticiones de Ejes Equivalentes que se recomienda aplicar, es hasta 15’000,000 EE en el carril de diseño y para un periodo de diseño de 20 años. No obstante, el Ingeniero Proyectista podrá proponer este tipo de pavimentos con adoquines de concreto para un mayor Número de Repeticiones de EE previa justificación y sustento técnico.

c. Características de la Subrasante Las características de la subrasante sobre la que se asienta el pavimento, están definidas en seis (06) categorías de subrasante, en base a su capacidad de soporte CBR.

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Se considerarán como materiales aptos para las capas de la subrasante suelos con CBR igual o mayor de 6%. En caso de ser menor (subrasante pobre o subrasante inadecuada), se procederá a la estabilización de los suelos, para lo cual se analizarán alternativas de solución, como la estabilización mecánica, el reemplazo del suelo de cimentación, estabilización química de suelos, estabilización con geosintéticos u otros productos aprobados por el MTC, elevación de la rasante, cambiar el trazo vial, eligiéndose la más conveniente técnica y económica.

d. Materiales del pavimento Los materiales de la estructura de pavimento semi rígido de adoquines de concreto, son los siguientes:   



  

Sub base Granular: es opcional incluir esta capa sobre la subrasante preparada y compactada. Base Granular Base Granular Tratada con Asfalto: las características del material granular corresponden a la Base Granular, a la cual se le adiciona material asfáltico, la mezcla obtenida debe tener una estabilidad Marshall de 1,800 lb. Base Granular Tratada con Cemento: las características del material granular corresponden a la Base Granular, a la cual se le adiciona cemento portland, debe tener una resistencia a la compresión a los 7 días de 4.5 MPa. Cama de Arena Adoquines de Concreto Arena para sello

Los espesores mínimos recomendados de adoquines de concreto y cama de arena, según el tipo de tráfico, serán los siguientes:

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El espesor mínimo constructivo para base granular es de 100 mm, para bases tratadas con asfalto 90 mm y para bases tratadas con cemento es de 100 mm. En los ábacos de diseño interviene como datos de ingreso, el CBR de diseño, el Número de Repeticiones de Ejes Equivalentes y el espesor prefijado de adoquín de concreto, determinándose el espesor requerido de base granular, base tratada con asfalto o base tratada con cemento, según corresponda.

3.4.2. Aspectos constructivos En general la ejecución en obra de los pavimentos semi rígidos con adoquines de concreto, se regirá por las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del MTC, Sección 440 vigente. En los adoquines intertrabados de concreto su especial diseño, permite bloquear unas piezas con otras, no requiriendo ningún tipo de aglomerante para su colocación. Siendo el bloqueo fundamental para el buen desempeño estructural y para impedir que los adoquines se desplacen; en tal sentido, se debe lograr los tres tipos de bloqueo: bloqueo vertical, bloqueo rotacional y el bloqueo horizontal, esto se ilustra en la siguiente figura.

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El bloqueo vertical se logra por transferencia de cortante entre bloques adyacentes, a través de la arena presente en las juntas. En cambio el bloqueo rotacional se logra por el espesor de los adoquines, la cercanía entre adoquines adyacentes y el confinamiento que le proporciona la colocación de sardineles extremos que restringen las fuerzas laterales provocadas por las ruedas de los vehículos. Finalmente, el bloqueo horizontal se logra por un adecuado patrón de colocación y ensamblaje de los adoquines, que permitan mitigar las fuerzas de frenado, aceleración y giro de los vehículos. El patrón de colocación que proporciona un ensamblaje adecuado de los adoquines es el tipo “espina de pescado”, tal como se muestra en la figura siguiente:

En la siguiente figura se muestra esquemáticamente las secciones transversales típicas del pavimento de adoquines de concreto.

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LINKOGRAFÍA

 http://www.ingenierocivilinfo.com/2011/01/pavimentossemirigidos.html  https://pavimentosestructurales.wordpress.com/2009/11/23/ pavimentos-semirrigidos/  https://www.mef.gob.pe/contenidos/inv_publica/docs/norm as/normasv/2015/RD003-2015/Pautas_Pavimentos.pdf  http://transparencia.mtc.gob.pe/idm_docs/P_recientes/4515. pdf  http://apuntesingenierocivil.blogspot.pe/2012/12/ejemplode-pavimento-de-carretera.html  http://apuntesingenierocivil.blogspot.pe/2010/09/tipos-depavimentos.html  http://sirio.ua.es/proyectos/manual_%20carreteras/02030202 .pdf

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